2024-2025學(xué)年新教材高中生物 第三章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第四節(jié) 基因控制蛋白質(zhì)合成教學(xué)實(shí)錄（2）浙科版必修2

2024-2025學(xué)年新教材高中生物第三章遺傳的分子基礎(chǔ)第四節(jié)基因控制蛋白質(zhì)合成教學(xué)實(shí)錄（2）浙科版必修2授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間設(shè)計(jì)意圖本節(jié)課以“基因控制蛋白質(zhì)合成”為主題，通過深入探討基因、DNA、RNA之間的關(guān)系以及蛋白質(zhì)合成過程，旨在幫助學(xué)生理解遺傳信息的傳遞與表達(dá)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力和生物學(xué)思維。教學(xué)活動設(shè)計(jì)注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究，掌握基因控制蛋白質(zhì)合成的相關(guān)知識，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科學(xué)思維，通過分析基因與蛋白質(zhì)的關(guān)系，理解遺傳信息的傳遞與表達(dá)機(jī)制。提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，通過實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析，掌握基因控制蛋白質(zhì)合成的過程。增強(qiáng)學(xué)生的社會責(zé)任感，認(rèn)識到生物學(xué)知識在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值，激發(fā)學(xué)生對生命科學(xué)的興趣和探索精神。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)，

①理解DNA如何通過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程控制蛋白質(zhì)的合成。

②掌握遺傳密碼子的概念及其在蛋白質(zhì)合成中的作用。

③分析基因表達(dá)調(diào)控的基本原理，包括轉(zhuǎn)錄前、轉(zhuǎn)錄中和轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控機(jī)制。

2.教學(xué)難點(diǎn)，

①理解mRNA、tRNA和rRNA在蛋白質(zhì)合成過程中的具體作用和相互關(guān)系。

②掌握密碼子與反密碼子配對規(guī)則，以及它們?nèi)绾斡绊懙鞍踪|(zhì)的氨基酸序列。

③分析基因表達(dá)調(diào)控的復(fù)雜性，包括環(huán)境因素、細(xì)胞周期和信號通路等多重因素的影響。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有本節(jié)課所需的浙科版高中生物必修2教材。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的基因結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)合成過程的圖片、圖表以及相關(guān)視頻資料。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備DNA模型、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程模擬裝置等實(shí)驗(yàn)器材，確保實(shí)驗(yàn)操作的順利進(jìn)行。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，以便學(xué)生進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)；在實(shí)驗(yàn)操作臺附近布置安全標(biāo)識，確保實(shí)驗(yàn)安全。教學(xué)過程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：展示一組關(guān)于人類遺傳病和基因治療的圖片，提問學(xué)生是否了解基因與疾病之間的關(guān)系，引發(fā)學(xué)生對基因控制蛋白質(zhì)合成的興趣。

-回顧舊知：簡要回顧DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.新課呈現(xiàn)（約20分鐘）

-講解新知：

-詳細(xì)講解基因的概念、結(jié)構(gòu)以及基因表達(dá)調(diào)控的基本原理。

-介紹轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，包括RNA聚合酶、核糖體等關(guān)鍵酶和結(jié)構(gòu)的作用。

-分析密碼子的概念、種類及其在蛋白質(zhì)合成中的作用。

-舉例說明：

-以血紅蛋白基因?yàn)槔?，說明基因如何通過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程控制蛋白質(zhì)的合成。

-通過模擬實(shí)驗(yàn)，展示轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，幫助學(xué)生理解相關(guān)知識。

-互動探究：

-分組討論：將學(xué)生分成小組，討論基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)制，如轉(zhuǎn)錄前、轉(zhuǎn)錄中和轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控。

-實(shí)驗(yàn)探究：引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作，觀察DNA模板、RNA和蛋白質(zhì)的合成過程，加深對知識的理解。

3.鞏固練習(xí)（約15分鐘）

-學(xué)生活動：

-讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識，繪制基因控制蛋白質(zhì)合成的流程圖。

-通過練習(xí)題，鞏固學(xué)生對密碼子、反密碼子配對規(guī)則的理解。

-教師指導(dǎo)：

-對學(xué)生的練習(xí)進(jìn)行點(diǎn)評，指出錯誤和不足，給予針對性的指導(dǎo)。

-鼓勵學(xué)生提出問題，共同探討解決方法。

4.拓展延伸（約10分鐘）

-介紹基因編輯技術(shù)，如CRISPR-Cas9，及其在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

-引導(dǎo)學(xué)生思考基因編輯技術(shù)的倫理問題，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。

5.總結(jié)與反思（約5分鐘）

-總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)基因控制蛋白質(zhì)合成的重要性。

-鼓勵學(xué)生在課后繼續(xù)學(xué)習(xí)，關(guān)注生物學(xué)領(lǐng)域的最新進(jìn)展。

6.作業(yè)布置

-讓學(xué)生查閱資料，了解基因編輯技術(shù)在疾病治療中的應(yīng)用案例。

-預(yù)習(xí)下一節(jié)課的內(nèi)容，為后續(xù)學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-遺傳信息的傳遞與表達(dá)：介紹基因的調(diào)控機(jī)制，包括轉(zhuǎn)錄因子、增強(qiáng)子、啟動子等在基因表達(dá)中的作用。

-基因與性狀的關(guān)系：探討不同基因突變?nèi)绾斡绊懮矬w的性狀，包括顯性、隱性基因和連鎖遺傳等概念。

-蛋白質(zhì)工程與生物技術(shù)：介紹蛋白質(zhì)工程的基本原理和實(shí)際應(yīng)用，如生產(chǎn)胰島素、重組蛋白等。

-分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)：介紹PCR、DNA測序、蛋白質(zhì)純化等實(shí)驗(yàn)技術(shù)，以及其在基因研究中的應(yīng)用。

-人類基因組計(jì)劃：介紹人類基因組計(jì)劃的背景、目的和意義，以及其對生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究的貢獻(xiàn)。

2.拓展建議：

-鼓勵學(xué)生閱讀相關(guān)的科普文章和書籍，如《基因的故事》、《生命的秘密》等，以拓寬對基因和遺傳學(xué)的認(rèn)識。

-建議學(xué)生參加學(xué)?；蛏鐓^(qū)組織的生物科學(xué)講座和研討會，了解最新的生物科學(xué)研究動態(tài)。

-引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組合作，研究特定基因的功能和調(diào)控機(jī)制，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論知識。

-鼓勵學(xué)生參與科研項(xiàng)目，如基因編輯、蛋白質(zhì)工程等，親身體驗(yàn)科學(xué)研究的過程。

-建議學(xué)生關(guān)注生物科學(xué)領(lǐng)域的新聞和期刊，了解基因編輯、基因治療等前沿技術(shù)的發(fā)展。

-組織學(xué)生參觀生物實(shí)驗(yàn)室或科研機(jī)構(gòu)，了解科研環(huán)境和工作流程。

-鼓勵學(xué)生撰寫科學(xué)小論文，對所學(xué)知識進(jìn)行總結(jié)和反思，提高科研寫作能力。

-提供在線學(xué)習(xí)平臺和資源，如MOOC課程、生物科學(xué)在線實(shí)驗(yàn)等，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究。教學(xué)反思與總結(jié)今天上了“基因控制蛋白質(zhì)合成”這一節(jié)課，總體來說，我覺得效果還是不錯的。首先，我覺得我在導(dǎo)入環(huán)節(jié)做得還可以，通過展示一些與遺傳病相關(guān)的圖片，學(xué)生的興趣被很好地調(diào)動了起來，他們對基因與疾病之間的關(guān)系產(chǎn)生了濃厚的好奇心。

在講解新知的過程中，我盡量用通俗易懂的語言解釋了DNA、RNA和蛋白質(zhì)之間的關(guān)系，以及它們在蛋白質(zhì)合成過程中的作用。我發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們對于遺傳密碼子和反密碼子的配對規(guī)則理解起來有些困難，所以我通過具體的例子和動畫演示，幫助他們更好地理解了這一點(diǎn)。

在互動探究環(huán)節(jié)，我安排了小組討論和模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們參與度很高，通過合作學(xué)習(xí)，他們對基因表達(dá)調(diào)控的復(fù)雜性有了更深入的認(rèn)識。不過，我也發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)操作不夠熟練，需要我在今后的教學(xué)中加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技能的培訓(xùn)。

鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)，我設(shè)計(jì)了多種題型，包括填空題、選擇題和簡答題，以檢驗(yàn)學(xué)生對知識的掌握程度。從學(xué)生的答題情況來看，他們對基本概念和流程的理解較好，但在應(yīng)用知識解決實(shí)際問題時(shí)還有待提高。

教學(xué)總結(jié)方面，我認(rèn)為學(xué)生們在知識、技能和情感態(tài)度方面都有所收獲。他們在知識上掌握了基因控制蛋白質(zhì)合成的原理，技能上提高了實(shí)驗(yàn)操作和合作學(xué)習(xí)能力，情感態(tài)度上對生物學(xué)產(chǎn)生了更濃厚的興趣。

當(dāng)然，教學(xué)中也存在一些問題。比如，部分學(xué)生對于復(fù)雜的遺傳機(jī)制理解起來比較吃力，我在今后的教學(xué)中可以考慮采用更加直觀的教學(xué)方法，如使用3D模型、動畫等輔助工具，幫助學(xué)生更好地理解抽象的概念。

此外，我發(fā)現(xiàn)課堂管理上還存在一些不足，比如個(gè)別學(xué)生容易分心，我在今后的教學(xué)中要加強(qiáng)課堂紀(jì)律的管理，確保每位學(xué)生都能集中注意力學(xué)習(xí)。

針對這些問題，我提出以下改進(jìn)措施和建議：

1.在講解復(fù)雜概念時(shí)，采用多種教學(xué)方法，如案例教學(xué)、討論式教學(xué)等，讓學(xué)生在互動中理解知識。

2.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技能的培訓(xùn)，通過實(shí)踐操作，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

3.優(yōu)化課堂管理，通過表揚(yáng)、激勵等方式，引導(dǎo)學(xué)生積極參與課堂活動。

4.課后及時(shí)與學(xué)生溝通，了解他們的學(xué)習(xí)需求和困難，有針對性地進(jìn)行輔導(dǎo)。課后作業(yè)1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題：

設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，探究溫度對DNA復(fù)制速度的影響。要求列出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期結(jié)果和分析方法。

答案：實(shí)驗(yàn)步驟：

a.準(zhǔn)備兩組DNA模板，分別置于37℃和42℃的水浴中。

b.在兩個(gè)不同溫度下，同時(shí)加入DNA聚合酶、四種游離的脫氧核苷酸和緩沖液。

c.定時(shí)取樣，分析DNA鏈的長度變化。

預(yù)期結(jié)果：在37℃條件下，DNA復(fù)制速度較快；在42℃條件下，DNA復(fù)制速度較慢。

分析方法：通過比較兩組DNA鏈長度變化，分析溫度對DNA復(fù)制速度的影響。

2.計(jì)算題：

已知某基因的長度為1.5百萬堿基對，該基因編碼的蛋白質(zhì)由500個(gè)氨基酸組成。假設(shè)每個(gè)氨基酸由3個(gè)堿基編碼，計(jì)算該基因中編碼蛋白質(zhì)的DNA序列長度。

答案：500個(gè)氨基酸×3個(gè)堿基/氨基酸=1500個(gè)堿基

3.應(yīng)用題：

一個(gè)基因突變導(dǎo)致一個(gè)蛋白質(zhì)的功能喪失，該蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)起到催化作用。請分析這種突變可能對細(xì)胞代謝產(chǎn)生的影響。

答案：蛋白質(zhì)功能喪失可能導(dǎo)致以下影響：

a.催化反應(yīng)速率降低，影響細(xì)胞代謝。

b.代謝產(chǎn)物積累，可能導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)環(huán)境失衡。

c.依賴該蛋白質(zhì)的代謝途徑可能受到抑制，影響細(xì)胞生長和發(fā)育。

4.分析題：

分析以下句子中的錯誤，并給出正確的表達(dá)方式。

“由于DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，使得DNA分子具有很高的穩(wěn)定性?！?/p>

答案：錯誤：由于DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，使得DNA分子具有很高的穩(wěn)定性。

正